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化学工程前景范文

时间:2023-07-13 16:30:40

序论:在您撰写化学工程前景时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。

化学工程前景

第1篇

生物上游技术的发展,将对生物化工产生深远影响。人们对从病毒、细菌、植物、动物到人类基因组顺序测定工作十分重视,并在此基础上形成了基因许多产品一哄而上,盲目上马,遍地开花,最终形成恶性竞争,许多企业破产倒闭。在竞争中生存下来的企业,也是元气大伤,难以进一步组织技术改造。如仅江苏省停产的发酵生产线就多达上百条。另外,行业内企业间的生产水平相差悬殊,企业技术装备水平达到20世纪80年代以后国际先进水平的仅占20%~30%,多数处于20世纪60~70年代水平。我国生物化工行业经过长期发展,已有一定基础。特别是改革开放以后,生物化工的发展进入了一个崭新的阶段。目前生物化工产品也涉及医药、保健、农药、食品与饲料、有机酸等各个方面。在医药方面,抗生素得到迅猛发展61998年我国抗生素的产量达到33486h青霉素的产量居世界首位。其它生化药物中,初步形成产业化规模的有干扰素、白细胞介素。在农药方面,生物农药品种达12种,主要有苏云金杆菌、井岗霉素、赤霉素等。其中,井岗霉素的产量居世界第一位。在食品与饲料方面,作为三大发酵制品的味精、柠檬酸、酶制剂的产量也有很大的增加:1998年味精产量从1990年的22.3万增加到56.4万;柠檬酸产量从1990年的6.13万增加到56.4万;酶制剂从1990年的8.5万t增加到24万t。酵母及淀粉糖的产量也有明显增加。我国的味精生产和消费居世界第一,柠檬酸的生产和出口也居世界第一。另外,1998年乳酸的产量在1.5万t左右,赖氨酸的产量在2万t左右,卜苹果酸的产量在6000t。在有机酸方面,衣康酸的产量达5000t我国开发的生物法长链二元酸工艺居世界领先地位,目前生产能力达500Va以上,并有数家企业有建设长链二元酸生产装置的意向。在保健品方面,我国已能用生物法生产多种氨基酸、维生素和核酸等。另外,我国生物法丙烯酞胺的生产能力达到2万Va与日本同处于世界领先地位。

2我国生物化工发展中存在的问题

但是与发达国家相比,我国生物化工行业存在着许多问题:

2.1我国的生物化工产业主要以医药、轻工、食品业为主。部分企业对生物化工产品大都是精细化工产品这一点了解不够,加之行业规范也不够,导致过程中,应选择合适的原料,以降低成本与消耗,并加强废物处理,减少环境污染。

2.2产品结构不合理,品种单一,低档次产品重复生产,不能适应需求。在我国高档的医药生化产品如激素、生长因子、干扰素、药用多肽等,有的产量很小,有的没有生产,因此每年都需进口。

2.3在生产技术上,工艺、设备不配套,上下游技术不配套,产物的收得率低。我国虽然某些产品如柠檬酸、乳酸等发酵水平较高,但大多数产品的收率都低于国外,酶制剂的活力也明显低于国外,生化反应器和分离纯化技术更是落后国外15~20年。每年都要花费大量资金从国外进口生物反应器、细胞破碎机、分离纯化设备及分离介质、生物传感器和计算机监控设备。

2.4有些产品投入产出比达15%以上,造成严重的资源浪费和环境污染。

2.5基础研究薄弱,技术创新能力不强,企业的技术开发、技术吸收能力差,生产发展多数依靠传统的夕蜒型、粗放型扩大投资的增长模式,效益低、市场竞争力低。

3解决我国生物化工发展中存在问题的几点建议

3.1扩大经济规模,提高竞争力要鼓励建设大型的生物化工企业集团公司,使之集科研、开发、生产、销售于一体。尤其要培育一批科技创新型企业。同时,也要鼓励在某些方面有一定特色的小型技术创新型生化公司的发展,并淘汰一批生产规模小、生产技术落后、没有市场竞争力的企业,从整体上优化我国生物化工的产业结构。

3.2调整产品结构要发展高档产品,如高档医药生化产品、功能性食品及添加剂(主要有低热值、低胆固醇、低脂肪、提高免疫功能、抗炎、抗癌等产品)、生化催化剂等。另外,也应发展众多精细化工产品及用化学法无法生产或很难生产的产品,如微生物多糖、生物色素、工业酶制剂、甜味剂、表面活性剂、高分子材料等。

3.3节约有限资源,强化环境保护在生化生产组学(ge-nomics)。近年来又在信息学(informatics)的基础上建立了生物信息学(bioinformatics)。信息学的内容包括信息科学十生物技术十生物工程十生物动力学等的综合信息系统。可以预见,基因组学和生物信息学在生物化工中应用的商业前景极为可观。

3.4提高生产技术水平,特别是下游技术水平因为我国生物技术上游技术水平与国外相差仅3~5年,而下游技术水平则比国外相差15年以上,改造传统发酵产品生产技术,不断提高发酵法产品的生产技术水平,开发生物反应器,提高我国生物化工产品分离和提纯技术,大规模开发生物化工装备等应首先提上议事日程。另外,还应积极采用微生物法代替化学法,开发基础化工新产品的工业化生产技术。

3.5加强产学研结合,注重上下游结合国内生物化工技术力量分散,为了做到优势互补,应加强产学研结合。另外在生物化工生产过程中遇到的很多问题,都是由于上、下游结合不够紧密而影响技术经济指标。因此,在人力和财力的投入上,应考虑上下游结合,以加快生物化工产业的发展。

第2篇

关键词:化学环境工程 教学方法

前言:我校环境工程专业从99级开始开设环境化学课程,课程的性质由最初的专业选修课(环境工程专业99级到2004级)改为必修的专业基础课程,明确了环境化学课程在环境工程专业教学中的地位和重要性。由于环境化学课程内容多,学时少(32学时),在有限的学时内要想使学生灵活地掌握环境化学的基础知识并获得运用基础知识分析、解决实际环境问题的能力,就必须进行环境化学课程教学改革。本文就环境工程专业环境化学课程教学方法,谈谈自己的看法和体会。

一、突出环境化学与其它化学课程的差别,合理地安排教学内容

环境化学是在化学科学的传统理论和方法基础上发展起来的,以化学物质在环境中出现引起的环境问题为研究对象,以解决环境问题为目标的一门新兴学科。环境化学主要研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。环境化学教材中几乎所有的环境问题都涉及化学知识,但是由于环境化学所研究的环境本身是一个多因素的开放体系,变量多、条件较复杂,环境化学并不是化学知识的简单运用,它与其他化学课程是有差别的,如果把环境化学仍然作为化学来学习,将失去环境化学的特色。因而,在授课时,以环境问题为突破口,以化学知识为基础,将正确认识环境污染与化学之间的关系作为重点,以如何解决相关的环境问题为目标,合理地安排教学内容,并注意充分利用多学科知识来讲好有关内容,不断提高教学质量。如讲授大气环境化学一章时,对于大气污染物种类及其来源、自由基反应等在环境保护概论和物理化学中已学过的内容可以让学生自学,对于大气中自由基产生、大气中硫氧化物、氮氧化物和碳氢化合物的转化等基础化学知识要精讲,授课的重点是利用硫氧化物、氮氧化物和碳氢化合物的转化等基础化学知识来解释硫酸烟雾、(光化学烟雾)、酸雨等环境问题的形成机理,目的是让学生掌握大气环境问题防治的方法和措施。

二、根据环境工程专业培养目标,选用适合的教材

目前出版的环境化学教材类型很多,主要有高等学校教材、高等学校教学参考书、环境科学基本知识丛书、发展战略调研报告等。环境化学教材的编写和出版主要针对高校群体,以高校学生为主体。环境化学教材编排体系主要有四种类型:① 以环境化学的研究内涵为主要编排体系,主要有戴树桂主编的《环境化学》(高教出版社,2006年)和何燧源等主编的《环境化学》(华东理工大学出版社,2005年)。②以大气环境、水环境、土壤环境和生态环境为序,对环境化学进行编排,这也是环境化学最为普遍的编排体系。主要代表有刘绮主编的《环境化学》(化学工业出版社,2004年)。③ 以环境分析化学、环境污染化学和环境工程化学等环境化学分支来编排,主要代表是王晓蓉编著的《环境化学》(南京大学出版社,1990年)。④ 以环境化学所涉及的化学过程为序编排,主要有邓南圣等编著的《环境化学教程》(武汉大学出版社,2006年)。我校环境工程专业的培养目标是培养能在政府部门、规划部门、环保部门、工矿企业、科研单位和高等院校等从事规划设计、施丁、管理、教育和研究开发等方面的环境工程学科高级工程技术人才,环境化学课程学习不仅要满足学生日后从事环境工程专业工作的基础知识的需要,还要最重要是培养学生分析、解决实际环境问题的能力,戴树桂等主编的《环境化学》教材由于内容全面、更新及时,而且编排更符合于本专业教学目标,所以选用戴树桂等主编的《环境化学》作为教材,同时老师在3.充分发挥教师主导和学生主体作用,提高教学质量

教学方法是教师教法和学生学法的有机结合。传统的教学方法注重教师的教忽略了学生的学,注重系统理论知识的传授,而忽视了学生能力的培养。所以,无论采用什么样的教法,学生主体的反馈都没有体现出来,教法的优越性也未见奇效。互动式教学法由于能充分发挥教师和学生双方的主观能动性,能激发学生的学习积极性,提高学生分析和解决问题的能力,能够教学相长,能够提高教学质量,能使教与学得到有机统一,而被引入课堂教学中,同时也是教学改革的需要日。教学过程中,教师是主导,学生是主体。教师的主导作用重在“精讲”和“导思”上.“精讲”即教师对内容的重点、难点、疑点进行剖析,起到画龙点睛的作用,“导思”即精心设计问题,为学生创造条件和提供好的途径,引导、激励学生主动参加到教学中来,真正发挥学生的主体作用,激发学生学习的积极性和创造性。学生的主体性活动指学生发挥能动性,进行自主学习、合作学习和探究性学习的行为等。根据不同的教学目标和教学要求,考虑到学生的具体情况,采用灵活多样的互动式教学方式如启发式教学方法、问题教学法和案例教学法,丰富了课堂内容,活跃了课堂气氛,提高了教学效果。

三、结语

课程的教学改革是教法和学法的结合,而且学法是教法的基础 。所以首先,学生自身要养成自主学习、合作学习的方法,养成课前要预习的习惯,而不要抱着“老师在课堂上会讲的”这样的想法,而且要主动参与到课堂教学讨论中。课堂教学由教师为中心转换以学生发展需要为中心,教师是为课堂的组织者、主导者、学生创造学习过程中的助学者,要给学生提供更多参与课堂教学的机会和途径。

参考文献

[1] 黄树辉.问题教学法在环境化学教学中的运用[J].检验医学教育,2008,15(3):15―16

第3篇

引言

所谓环境指的是人类和各种生物所依赖的各种要素的总和。它包括有自然环境以及社会环境,环境和人之间的关系不仅仅是对立的,还应该是互相制约着的。它给人类的生存与发展带来了非常必要的条件,但是人类在生存与环境的过程中,还必须要不断的调整自己,来适应变化着的外界环境。除此之外,人类还需要不断的对环境加以改造,从而创造出有利于自身发展的环境。从某种程度上来讲,人类对于自身依赖的环境的改造能力越强,那么环境对于人类影响的作用就会更强。众所周知的是,随着工业化时代的来临,人们在从事工业生产的过程中,在获取了很大的经济利益大过程中,也对周本文由收集整理围的环境产生了非常恶劣的影响。有很多的影响甚至是不可逆的。生物化学工程作为一门与环境有着密切联系的学科,它对于当前生态环境的有效改善,也有着非常重要的促进作用。

1生物化学工程对当前生态环境具体改造

作为与生态环境有着密切联系的生物化学工程对当前生态环境具体改造主要表现在4个方面,包括净化污水、修复被生物药剂污染的土壤、清除化学污染以及清除白色污染上,具体讲来。

1.1 有效的净化污水

污水中所包含的有毒物质种类繁多,包括各种酚类、重金属、醛、醇、蛋白质及各种有机毒害物质等等。但是微生物却完全可以通过自身的活力消除污水的毒害,还可以通过降解,使污水之中的有毒物质变成无毒,从而达到净化的目的。在当下,人们普遍使用的固定化酶技术对污水进行有效处理,就是一种生物净化污水的方法,它主要是通过化学吸附的作用将水溶性的酶物质与不容载体互相的结合,结合之后,酶虽然不能完全溶于水中,但是它保留了催化性,这样就可以对工业废水中的有毒物质,包括污染物、重金属进行无毒的清除,保证水质安全、健康[1]。

1.2 修复污染土壤

土壤污染主要是有种金属污染所造成的,而对重金属污染的修复过程,最主要的就是利用微生物的作用,降低重金属的毒性。一般情况下,我们通过酶促反应来改善重金属在土壤中的化学形态,不仅是重金属固定下来,而且还能消解一部分毒性,从而在很大程度上降低其在土壤环境中的移动性,最后,通过生物吸收的过程削减土壤中重金属的含量。对于存在污染的土壤的修复完全可以增加土壤内部有机质的含量,激发微生物的活性,从而很好的改善土壤的生态结构,这甚至可以稳定土壤,防止土壤受到风水侵蚀,从而防止水土流失[2]。

1.3 消除白色污染

白色污染是环境污染中比较严重的一个方面,这主要是由于一些废弃的塑料和农用的地膜很难被空气化解,这种白色污染在我国大概有百万吨左右存在。残留在土壤之中的塑料会降低土壤的营养,引发农作物减少,甚至会致使耕地荒芜,我们也可以认识得到塑料垃圾对于整个生态环境的影响非常恶劣。我们利用生物工程技术首先可以对塑料物质产生降解作用的微生物,合成具有极好效果的降解菌,其次还可以将讲解基因分离并将它导入土壤微生物之中,从而使两者各自发挥作用。在日后,需要加大力度研发和推广可以降解的塑料以及地膜,保持环境不受白色塑料用品的污染。

1.4清除农药污染

利用化学农药制剂杀灭植物上的害虫已经沿用多年,但是绝大多数的杀虫剂都会残留在土壤之中,特别是氯代烃类农药,和白色污染一样,它是很难被分解消除的,但是利用微生物降解农药消除农药的污染在当下是非常可行的。在降解以杀虫剂为代表的农药过程中,一般都是通过矿化作用来实现,最终产生的物质是co2和h2o这两种不具有任何毒性的物质,这也是一种应用非常广泛的微生物农药降解措施,得益于它的降解非常的彻底,不会留下任何的残留物质;还有另外的降解方法,譬如说听过新陈代谢的作用,将农药转换成可以代谢的中间产物,从而消除残留的农药,但是需要注意的是,这种方法实现的过程比较复杂,而且很容易产生一些不好的负面效果,这就需要用微生物手段改变它的反映路线,从而获得最好的降解效果。当然,从某种角度来看,想要彻底的消除化学农药制剂的污染,最好的办法就是全面的推广生物农药,这种农药不会将有毒物质残留在土壤之内,对于环境保护有着非常积极的意义[3]。

第4篇

关键词:环境工程;大气污染控制工程;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)19-0141-02

自1999年我校开设环境工程专业以来,《大气污染控制工程》就列入该专业的主干课程,2003年,我校环境工程硕士学位授权点被批准,大气污染控制为主要研究方向之一。学科建设促进了课程建设,十多年的教学摸索和实践使得环境工程专业的《大气污染控制工程》课程的改革取得了一系列成果,2008年,本课程被确立为校级重点课程;2010年,本课程被评为校级精品课程,2011年,本课程被列为精品课程。

大气污染控制工程主要讲述大气污染控制的原理、方法和有关的设计计算问题,适当介绍了国内外的先进实用技术。通过本课程的理论学习,并配合大气污染控制的实践教学环节,如实验、课程设计、毕业设计等,学生能够掌握主要大气污染物控制的基本理论、最新技术,具备分析和解决实际问题的能力,为后续学习和从事相关工作打下坚实的基础。该课程具有内容繁杂、抽象等特点,导致学生主动学习积极性不高,教学效果常常不太理想。我校教学团队结合学生的学习特点,在以下方面进行了教学改革。

一、实践教学改革

实践教学是“大气污染控制工程”课程的重要教学环节之一。本课程实践教学活动主要包括课程设计、课程实验和实习三大项内容。原来的实践教学主要根据课本进行设计,没有针对性。现在课程设计主要针对我校环境工程专业主要的就业单位进行题目设计,主要包括:炼铁厂高炉烟气处理工程设计;炼钢转炉烟气处理工程设计;酸法焙烧稀土精矿烟气处理工程设计;电厂燃煤锅炉烟气脱硫除尘系统设计;各种工业炉窑(电石、水泥等)烟气处理系统设计。学生可根据自己将来的择业方向选择设计题目,同时也允许学生根自己的爱好在一定的范围内自主选择设计题目。课程实验的目的是为了加深学生对大气污染控制工程课程中的基本概念、基本理论的理解,改革内容主要是开设有针对性的单元实验,分为综合性和设计性实验,综合性实验主要有除尘器性能效率测定、大气中氮氧化物的测定、大气中二氧化硫浓度的测定等,设计性实验主要为静电除尘实验。以让学生掌握大气污染控制工程实验方法、基本测试技术和数据分析方法,通过理论联系实际,提高学生分析问题和解决问题的能力,为今后从事大气污染控制领域的科研和工程实践工作打下良好的基础。实习在本科阶段的目的主要是建立大气污染控制的立体化印象,主要依托我们的实习基地,安排参观一些典型的大气污染控制工艺,如电厂烟气脱硫、高炉烟气除尘、氮氧化物尾气治理,使学生能够建立起大气污染控制的全面立体化印象。

通过实践教学的改革,在校学生和已毕业的学生普遍认为该实践教学的改革,尤其是课程设计和实习的改革更能适应将来就业的需要,学起来也更有兴趣。同时我们也根据每年学生的就业方向和学生的反馈对实践教学进行进一步的优化,以使实践教学更有针对性。

二、课堂中引入“案例教学”

案例教学法是现今大学教育中比较先进的教学方法之一[1,2],案例教学的最大优点是能够密切联系实际,具有很强的针对性、实效性和目的性。对一些难点问题采用启发式教育,对重点、难点深入讲解剖析,使学生具备对知识点进行综合分析的能力,理论与典型案例相结合,对重点、难点进行深入扩展,帮助学生理解和掌握重点、难点。近几年,我在大气污染控制工程课程中实施了案例教学,例如在硫氧化物的污染控制一章里就引入了案例教学,以该市第三热电厂为例,分析该厂的二氧化硫排放的成因、如何控制和减少二氧化硫的排放,并引入二氧化硫排放交易权。具体的教学形式为:每小组6~8人,每小组指定一名组长和秘书。每小组进行单独讨论,主要讨论二氧化硫排放的原因、影响因素以及后果,并对影响因素排序并说明理由。最后进行综合评价说明该小组认为主要的成因。每小组讨论时间为10分钟,讨论后由每个小组推举一名上台陈述该小组的观点和结论,陈述时间3分钟,陈述后接受其他小组的提问。各小组陈述完由老师给出总结意见,时间为10分钟。课程结束后各小组结合其他小组的提问和老师的评价意见,写出自己的评价总结报告,作为一次平时成绩。

三、开展互动式教学

互动式教学能够活跃课堂气氛,可以采用不同的形式[3]。常用的是老师在讲授内容前先提出一个或几个学生比较容易回答的问题,以使学生提高积极性,容易加深后面问题的理解,也可以在讲授前列出几个待学生课后回答的问题,让学生带着问题听课。鼓励学生间进行讨论。例如在讲述机动车污染控制时,提出机动车的污染源都有哪些?是否应该发展电动自行车?是否应该建立快速公交系统?一般情况下自己愿意选择什么出行方式等一系列问题。学生自由作答,从课堂效果来看,学生回答积极,并且回答有一定的深度。课堂气氛非常活跃,而且教学效果显著。

对于一些难度较小易于掌握的章节,采取先让所有学生自己查阅资料、收集相关信息后进行总结,采用随机的方式让学生在课堂上讲解。例如在讲授大气污染和全球气候这章时,提前告知学生这章内容由他们讲解,每人准备的时间为20分钟,讲授的内容和重点自己定。学生也可以用双语讲授。让学生自己讲课加深了对本章的理解,同时锻炼的学生的表达能力,课堂气氛也很活跃。

四、利用多媒体教学

随着科技的进步,多媒体教学进入课堂已经得到了普及,也使得传统的黑板板书的教学方式发生了本质性的变化。多媒体减少了课堂的板书量与板书花费的大量时间,同时可以通过图片、动画、录像等激发学生的学习兴趣和求知欲,调动他们的学习主动性。多媒体教学有效解决了教学内容繁多和课时严重不足的矛盾,并随时更新与补充教学内容。例如讲解惯性除尘器时,通过动画的演示,可以使学生直观地理解粉尘的运动、捕集、清灰的具体过程及原理。使教学内容显得直观、生动,弥补了传统教学的不足。同时,积极利用网络下载一些大气污染控制方面的视频,让学生深刻地理解相关过程及机理。

n下,鼓励学生利用微信群、QQ群分享一些大气污染控制方面的资料,调动每个学生都参与进学习中来。此举极大地增强了学生主动学习的积极性,而且能够使学生掌握到更为先进的相关知识。

五、改革效果评价

通过近几年不断地进行教学改革与实践,通过实践教学、案例教学、互动式教学和多媒体教学的应用,大气污染控制工程课程教学取得了一定的成效。主要效果有:(1)学生的学习兴趣明显提高,由改革前的被动学习变为主动学习。(2)提高了学生的创新能力和实际应用能力。(3)提高了教师的业务素质。

六、结论

虽然大气污染控制工程的课程教学改革取得了很大成效,受到老师和学生的一致好评,但仍存在一些有待完善的问题,例如可以进行大气污染控制工程的题库建设,在线提交作业系统等问题的优化。

参考文献:

[1]胡英等.工科化学系列课程改革探讨-理论系列课程改革构思[J].化工高等教育,1996,(3).

[2]胡英.面向21世纪工科化学系列课程改革的研究与实践[J].化工高等教育,2001,(3).

[3]肖细元.《大气污染控制工程》课程教学的思考与方法创新[J].西南师范大学学报,2014,(2).

Teaching Reform and Optimization of the Course Air Pollution Control Engineering of Environmental Engineering Major

LI Na,SHI Min,JIAO Kun-ling,ZHANG Lian-ke,ZHANG Kai

(School of energy and environment,Inner Mongolia University of Science and Technology,Baotou,

Inner Mongolia 014010,China)

第5篇

关键词:有机化学;环境工程;兴趣;教学方法;教学效果

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)03-0074-02

有机化学是一门探讨有机分子结构性质、有机反应途径机理以及相关产物分离与结构鉴定的基础科学[1]。在本校环境工程专业本科教学计划中,有机化学被列为学科基础课程,面向动力机械环境材料类学科(动力、机械、土木工程、环境工程、暖通空调、材料科学等)二年级学生开设。通过这一课程的学习,学生可以系统掌握有机化学的基本理论、基础知识、发展方向以及其交叉学科的热点技术,为后续专业课程学习打下良好基础。然而,虽然已经修过普通化学,学生在学习有机化学时依然容易感到内容多、头绪乱,学习吃力。这除了与有机化学覆盖面广、知识繁杂、理论抽象的学科特点有关外,下述几个因素也不容忽视:(1)本课程的学时设置为32学时,课时较短。(2)为提高教学效果,课程内容有大幅度删减,仅保留了跟环境工程学习联系密切的部分,导致课程体系存在缺陷,知识环节容易脱节。(3)学生基础薄弱。部分学生甚至在高中阶段没有学习过化学,跟不上课程正常进度;(4)学生对于环境工程专业设立有机化学科目感到迷惑,觉得和专业相关较少,学习积极性和主动性打了很大折扣。针对上述问题,作为教师,我们有意识地在提高学生兴趣、改进教学方法、知识复习和梳理等环节进行改善加强,获得了不错的教学效果。在此,总结了一些心得体会与大家交流分享,以便更好地推进有机化学教学。

一、讲好绪论,正确引导

绪论是整个有机化学教学的简介部分,其重要性不亚于内容中的正式章节[2]。讲好绪论部分,阐明有机化学学习的重要性和必要性,才能使学生真正发挥主观能动性,力求积极主动地学好后续章节。在这一部分,教师介绍了有机化学的发展简史,有机化学的一些基本概念与发展前景,并概括了有机化学的教学特点、重点和学科学习方法,希望学生对所学科目加强了解的同时明确学习的目的。教师特意阐述了有机化学和环境污染之间的关系以及环境工程在环境污染治理过程中扮演的角色。虽然涉及较浅,但能在一定程度上引导学生去思考学习有机化学的必要性。通过11种农药“喂养”的豆角、可爆炸的西瓜,到富含有机物的工业废水排放,以及挥发性有机污染物充斥室内外环境等生动的例子,学生开始意识到媒体报道的各种环境污染和有机化学都有着千丝万缕的关系,有机化学是后续专业课程的学习基础。

二、改进教学环节,促进教学互动和教学相长

在授课过程中,我们发现大多数学生课前不预习,课后不复习,作业也是应付了事;刚开始上课时学生精力比较充沛,注意力也集中,慢慢地就开始左顾右盼,交头接耳,甚至伏案呼呼大睡;有些学生则抱着课外书读得津津有味。针对这些情况,教师对教学环节作了如下改进:

1.增强课程的趣味性。在相应章节适当增加了一些名人轶事、有趣的实验介绍和教师的部分实验室经历等,集中学生的注意力,活跃课堂氛围,从而激发学生的学习兴趣。例如在绪论部分讲述德国化学家韦勒因一时疏漏而失去了发现化学元素钒的机会,教育学生工作学习中不能疏忽和粗心大意;卤代烃章节中简述了化学家格利雅“浪子回头金不换”的故事,鼓励学生好好珍惜时间,不要虚度年华;旋光异构部分提到了帕金森症的治疗药“左旋多巴”和法国科学家巴斯德第一次用镊子分开左旋和右旋晶体;芳香烃苄基氧化过程中,介绍实验室曾经滴加浓硫酸过快,反应物冲出瓶口,把一个学生吓得发誓以后再不做有机试验的经历等。通过插播类似“小广告”,可以让学生耳目一新,大大提高了学生的注意力,使学生在学到书本知识之余,也一定程度上拓展了知识面,了解了一些试验技巧。

2.加强教学互动和教学相长。中国“90后”大学生勇于展现自我,自信张扬,逆反心理较强[3]。他们要求教师的授课角色顺应时展,从“教育者”和“管理者”的角色转变为“服务者”。因此,要真正做到教学互动和教学相长,就需要建立平等的师生关系,创造良好的互动平台。课前和课间,教师都留下一些时间和单个学生交流学习情况。和学生一对一地交流,会让学生感觉被关注,更容易接受一些建议。在课堂上,教师也努力改变“满堂灌”的做法,讲解时会经常询问学生的理解情况,鼓励他们随时提出自己的观点或困惑。课后欢迎学生就有机化学课程进行交流探讨。这些行动相当程度上改变了过去老师高高在上、学生俯首帖耳的课堂模式。“90后”大学生远远不满足自己只是受教者的身份,他们很喜欢尝试受教和参教两种角色。有机化学不可避免涉及到化学方程式、电子结构、分子构型等抽象概念。仅仅依赖书本上的枯燥文字和简单图片,学生难以真正把握知识的内涵与本质,而电子课件可以作为有效的补充。教师号召学生与自己一起进行课件插件制作。事实证明,学生具有丰富的想象能力和创造力,他们画的结构式、机理示意图效果出众。而在参与过程中,学生们对一些抽象概念也加强了理解,学习兴趣大增。此外,教师也注意到这些电子课件虽然比起板书更形象直观,可以快速传递教学信息,提高课堂效率。但也同时可能造成授课速度过快,学生无法跟上进度等问题。而采取课件和板书相结合的方式,互为补充,相得益彰。

三、注重复习梳理

有机化学表面上知识点众多,反应繁杂,机理各异,但万变不离其宗,几乎所有的有机化学内容都能归结到化合物结构和性质上。对于初学者来说,如果不了解这点,就容易死记书本上散落的知识点,难以构建有效的知识体系,即所谓的“捡了芝麻,丢了西瓜”。针对这一现象,教师对交叉知识点反复提及和前后印证,如在绪论部分已经把有机化学中几种反应类型讲解清楚,课程以后涉及每个反应都会自动归类到基本反应类型中。又如介绍完SN和E反应后,每次遇到一种底物,都会要求学生预测在不同条件下的反应产物,以期学生能熟练掌握;每次课和每章节都进行复习梳理,这样有助于学生把本堂课和本章内容有效组织起来,整理成知识单元;而全部内容学完之后的总复习则有助于学生把知识单元联系起来,形成知识网络系统。

事实证明,采取上面一系列措施之后,学生的学习兴趣和主动性有了明显提高,课堂教学氛围和教学效果有了很大改善。这不仅对本科目学生学习起到积极作用,也能影响到学生对后续专业课程的学习态度。通过教学实践,我深深体会到:教师要加强专业知识积累,注重与学生的交流沟通,以满腔的热情享受教学过程。

参考文献:

[1]陶传洲,刘玮炜,曹志凌,等.环境工程专业有机化学课程教学现状及改革[J].中国科教创新导刊,2010,(34):78-78.

[2]殷焕顺,周杰,钱萍,等.有机化学绪论课的重要性及教学实践[J].广州化工,2007,(35):61-63.

第6篇

关键词:卓越工程师;精细化工工艺学;学生产品专题介绍问答式教学;开放设计性实验教学

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)21-0267-02

“卓越工程师”教育培养计划是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的重大改革项目,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。卓越工程师教育培养计划具有三个特点[1]:一是行业企业深度参与培养过程;二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才;三是强化培养学生的工程能力和创新能力。所以“卓越工程师”之所以“卓越”,不仅在于其专业知识丰富,也在于其解决问题的能力强,更在于其综合素质高。在“卓越工程师”教育培养计划理念的倡导下,全国各高校掀起众多工科专业进行专业基础课及专业课程改革的热潮[2-6]。《精细化工工艺学》是化学与工程工艺专业的一门主干专业课程,其涉及的精细化工产品门类繁多,日新月异,与实践联系相当密切。在“卓越工程师”教育培养计划理念的倡导下,从事该门教学必须做到结合学科前沿的最新进展和基本理论;其次结合生产实际中的主要技术问题、最新技术方法、过程和结果,对教学模式进行相应改革。使学生通过本课程的学习,能掌握精细化工工艺学基础和理论知识,正确地认识精细和专用化学品生产的工艺条件和瓶颈技术,提高发现问题和解决问题的能力。本人多年从事化学工程与工艺专业《精细化工工艺学》课程教学工作,在借鉴其他院校面向“卓越工程师教育培养计划”课程教学改革的基础上,参考各高校同仁对精细化工工艺学课程教学改革采用的方法[7-9],同时结合地区经济发展的特点对精细化工工艺学进行相应的教学改革。以下主要从精细化工及精细化学品的特点、课程教学内容构建及教学采用的方法和措施等方面阐述精细化工工艺学教学过程中的一些具体做法。

一、精细化工及精细化学品的特点

精细化工有别于基础化工,它有着自己的鲜明特点,这在绪论课一定要给学生讲授好,让学生充分了解精细化工及精细化学品的特点,从而激发他们对这门课程的兴趣。精细化工及精细化学品的主要特点有生产特性、经济特性、商业特性及产品特性[10]。其生产特性表现为:小批量、多品种、复配型居多、技术密集、多用间歇或多功能生产装置、生产流程多样化。它们的经济特性表现在投资效率高、附加值高及利润高等,在这里可以列举一些附加值高的精细化工产品实例,比如农副产品深加工等。笔者在授课时就给学生讲了广西蔗糖深加工产品的实例(由蔗糖制备葡聚糖),让学生深刻体会到精细化学品的高利润,促使学生对精细化学品和精细化工生产技术感兴趣。精细化学品的商品性强,表现在用户对商品选择性很高,市场竞争十分激烈,开发应用技术和开展技术服务是组织精细化学品生产的两个重要环节。国外精细化工企业非常重视技术开发、技术应用和技术服务这些环节的协调,他们在技术人员配备的比例上是比较高的。另外应该让学生充分认识到我国与世界发达国家精细化工发展的现状、重点和热点相比有什么优势或不足,直接让学生感受到学习这门课程的重要性及意义。

二、《精细化工工艺学》课程内容体系的构建

1986年,我国化学工业部对精细化工产品的分类作了暂行规定,把精细化工产品分为11大类[10],分别是:(1)农药,(2)染料,(3)涂料(包括油漆和油墨),(4)颜料,(5)试剂和高纯物,(6)信息用化学品(包括感光材料、磁性材料等能接受电磁波的化学品),(7)食品和饲料添加剂,(8)黏合剂,(9)催化剂和各种助剂,(10)化学药品(原料药)和日用化学品,(11)功能高分子材料(包括功能膜、偏光材料等)。不是每一本教材都能把以上精细化学品11大类的内容全包括,因此根据专业培养特点、地区资源及精细化工产业特色、教学课时来选定教学内容显得十分重要。《精细化工工艺学》是我校化学与工程工艺专业的一门必修课程,总课时64时数。近几年来我们一直采用以马榴强主编的由化学工业出版社出版的教材为主,补充专题讲座为辅的课程内容构建体系。主要教材的内容主要涉及高分子加工助剂、表面活性剂、食品添加剂、胶粘剂、涂料、香料及提取工艺、化妆品及新领域精细化学品等方面。在此基础上,还给学生增加了《饲料添加剂》、《淀粉深加工》、《汽车专用洗涤剂》、《精细陶瓷》及《人工晶体》等专题内容,这样一来,使所选择的教学内容既有重点,又能使学生在精细化工领域有一定的知识广度,并能了解本领域内一些最新的研究成果、发展动态和精细化工产品在新领域的应用及配方确定,同时对广西地区的精细化工特色有一定了解。在教学过程中不断地把在文献检索中发现的新技术、新产品、新理论充实到教材中,以丰富讲授内容,并适时补充精细化工行业的最新资讯、国内知名精细化工企业的最新发展动向等。

三、采用的教学方法及措施

(一)要求学生采用PPT形式介绍与生活相关联的精细化工产品专题

传统的教学模式都是教师讲授的模式,使学生的学习有较大的被动性。为了激发学生学习的主动性,在教学过程中,开学第一周就把学生分组(3~5个学生一组),自选与生活息息相关的精细化工产品进行PPT课件介绍,内容包括产品的结构组成和用途、生产方法、生产过程中存在的三废处理问题等。可以适当提供一些备选专题,例如我提供的复配技术在液体洗涤济中的应用研究及进展、食品添加剂的使用安全问题、汽车美容用化妆品的品种及研究进展、八角油的提取工艺及方法等专题,由组长负责组织组员通过以下方式进行资料查阅:(1)利用学校图书馆精细化工馆藏书目;(2)利用现有精细化工类学术期刊及数据库查阅精细化工产品的最新研究成果及发展趋势;(3)利用精细化工综合网站,如化学化工论坛(.cn)、中国精细化工网(.cn)、世界精细化工网()、21世纪精细化工网()、中国精细化工技术网()、中国专利信息网(.cn)等。然后进行课件制作,再交由老师审核,再推选一到两人上台主讲,讲完后所有组员同时上台对同学的提问进行答辩,每组选出一个记录员,记录提问同学的姓名及问题内容,不能回答的问题课后通过查阅资料或是与老师讨论后再回答并做成电子版课件,在上课前展示给大家。提问的同学都可以在平时成绩加分,如此要求后,在下面听的同学也会提高注意力。比赛评委由各组长组成,和组长讨论并制定评分细则,对表现优秀组给予一定的奖励,并以PPT演示的得分评定分数。经过试行教学效果良好。比如食品添加剂专题就例举了大量的反面事例如苏丹红事件,学生通过查阅资料谈自己对苏丹红及苏丹红事件的认识,经过交流讨论,不仅使学生增加了对苏丹红这类物质的性质、用途等的了解,而且增强了学生对食品安全维护的意识。通过学生PPT演示答辩式教学,不仅提高了学生查阅资料的能力,也培养了他们的合作精神、多媒体课件的制作能力以及提高学生自主学习精细化工产品知识的主动性;让学生深刻体会到学知识不仅是听,自己也有上讲台展示的机会。教师为了给同学们更好地介绍所选定的精细化工产品,不被问倒,着实需要下一翻苦功精心准备。

(二)组织学生到精细化工厂参观,提高学生理论联系实际的能力

为了加强教学的实践环节,让学生能更好地理解课堂上学到的理论知识并更好地与生产实践相结合,开阔学生视野,在课程学习期间,组织带领学生到南宁市天亮精细化工有限公司、南宁市涂料厂、南宁市胶粘剂厂和南宁市化妆品厂等精细化工企业进行课程见习。使学生现场了解到洗涤剂、三醛胶、内外墙涂料及化妆品的生产过程、生产工艺和主要生产设备。在参观现场请工厂的工程师对学生进行指导与讲解,解答学生提出的问题,引导加深企业生产印象与感受,启发学生在学习涂料、化妆品、洗涤剂及胶粘剂生产工艺中思考需要解决的理论和实践的相关问题,提高学生发现问题及分析问题的主观能动性。同时,为了响应“卓越工程师”培养理念所提倡的“行业企业深度参与培养过程”,在见习时请企业负责人介绍企业所选取的生产工艺的优点,生产过程中常见问题的解决办法、企业的创业史、企业文化及企业急需人才培养要求等多方面的知识,让学生更多的了解所见习精细化工企业的概况,同时明确今后在校学习的方向。参观见习后都会要求学生写不低于5000字的见习报告,包括各个厂家产品的生产流程、产品用途、现有工艺的优点与不足、心得体会等。通过参观实习,总体感觉到精细化工产品生产所用的设备和所建的厂房一次性投资不高,点燃学生毕业走上社会后自主创业的激情,在一定程度上推动了学习的积极性和主动性。

(三)结合教师科研项目开设出设计性实验

教师们的科研课题有部分不仅是结合地方资源特色而立项,且与精细化工产品合成与应用研究紧密相关,同时教师科研项目具有持续深入研究的特点。因此可以借助这个教师科研项目资源优势,与他们一起研讨开设出相关的设计性实验,要求学生根据所学习的精细化工课程知识点,查阅相关文献资料,用目前比较成熟的工艺去合成获得目标产品,确定反应的条件、实验所需要的基本仪器及相应的检测手段,部分学生在今后毕业论文环节也会参与到教师的课题研究的子课题中,这类设计性实验的开设不仅锻炼了学生资料查阅、实验操作、发现问题和分析问题的能力,同时为他们的毕业论文实验打下坚实的基础,比其他专业的学生更快地溶入教师的研究课题中,达到双赢的效果。以下是我院教师多年来研究的部分相关课题:双酚A型环氧树脂的改性研究、新型催化剂对汽车泡沫材料发泡-凝胶反应动态平衡研究、以蔗糖为原料双菌协同发酵合成中低分子量萄聚糖、萃取与膜分离集成从菠萝加工废弃物中提取菠萝蛋白酶、基于构效关系的磷酸盐防锈涂料设计及其作用机理研究、纳米碳酸钙的制备及应用研究、木薯淀粉磁性微球分子链态及构效。可见这些课题均属于精细化工研究范畴。通过结合教师科研项目开设设计性精细化工实验,有效提高了精细化工工艺学教学质量,更好地提高了学生的在精细化工工艺方面知识的运用与创新能力,从而体现出“卓越工程师”所倡导的培养理念。

(四)增加课程实践环节的占分比例,完善课程成绩的评定方法

大部分的课程考核方式都是采用闭卷方式,而且期末分数占总评成绩的权重比较高(通常为70%)。而精细化工工艺学课程与别的课程不一样,由于该门课程与现实生活结合非常紧密,除了指定教材上的内容外,还有老师补充的专题和学生PPT介绍的专题,为了提高学生在平时的课程学习过程中的认真程度,该门课考试的内容有70%是教材知识,30%是课外补充及实践知识,因内容多而广,所以闭卷考试会给学生造成很大的记忆压力,结合该门课程主要目的是为了让学生更好地理论联系实际,充分了解目前的精细化工产品市场供求及产品配方研究现状和进展,因此期考采用开卷进行。在试题中可以把实践环节的内容有机组合在考试题中。按下面的公式算期评成绩。期评成绩=平时综合表现(含作业等)*15%+课程论文*7%+课程见习10%+PPT演示8%+期考*60%,通过这样的评分方式,可以有效推动学生在课程学习过程中注重实践这一环节的表现,更好地把学到的理论知识与实际应用有机的结合起来。

四、结语

“卓越工程师培养计划”是一个系统的工程,需要多个教学环节的参与和保证。为适应该培养计划的要求,必须不断对《精细化工工艺学》进行教学内容和教学模式改革,才能提高教学效率,更好地发挥精细化工工艺学在培养“卓越工程师”型人才中的优势和作用。

参考文献:

[1]《中国地质教育》编辑部.加入“卓越工程师教育培养计划”地质、资源开发与利用领域的学校与学科专业名单[J].中国地质教育,2012,(1):179-180.

[2]高丽娟,方志刚,李秋菊,张丽华.面向“卓越工程师”培养的物理化学课程体系构建[J].教育教学论坛,2013,(10):202-20.

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[4]冷雪松,王艳东,姜丽娜,徐崇.基于卓越工程师培养目标下的大学物理实验创新培养模式[J].大学物理实验,2013,26(6):127-130.

[5]袁文华,万振刚.“卓越工程师计划”与《电机及拖动基础》教学改革[J].科技信息,2012,(33):254.

[6]高有华,翟慧萍,邵岳,龚淑秋,刘晓明面向卓越工程师培养的“电工学”课程改革[J].电气电子教学学报,2012,34(增刊):74-76.

[7]黄良芳,张辉,张莉艳,徐金明.以产学研为基础的《精细化工工艺学》实验教学改革的探究[J].教育教学论坛,2013,(31):44-45.

[8]曹云丽,王莉,冯云晓,徐伏,李松田.“教育梦”背景下浅谈精细化工工艺学课程教学[J].化工高等教育,2014,(3):37-38.

第7篇

[关键词]桥梁工程;桩基施工;溶洞地区;静压化学灌浆法;施工要点

前言

桥梁是跨越大型水系,使车辆和行人能顺利通过的建筑构造物,桥梁的基础是桥梁构造的主要部分,对于桥梁稳定起到安全作用。我国是个多山的国家,特别是石灰岩体的山脉较多,容易在物理、化学的作用下形成溶洞,桥梁基础施工时出现溶洞是比较常见的现象。溶洞会造成掉钻、卡锤、塌孔、漏浆等常见的事故,对桥梁的施工产生了严重的影响,甚至对桥梁的运行带来安全的隐患。因此有必要加强对桥梁桩基溶洞施工的相关研究,利用设计、规划、管理和技术的手段提升桥梁壮壮在溶洞地区的安全性和稳定性。静压化学灌浆法是针对桥梁桩基区域出现溶洞的加强措施,是将一定的化学材料通过压送设备灌入缝隙或溶洞内部,在溶洞和缝隙渗透、扩散、胶凝,以增加桥梁桩基区域的地层强度,保证桥梁桩基的稳定,提高桥梁工程的安全的一项实用技术。桥梁施工者应该提高桩基工作的重视程度,特别应该重点关注溶洞抵御的桥梁桩基施工,熟悉以静压化学灌浆法为代表的加强技术,通过做好静压化学灌浆施工前准备工作,加强静压化学灌浆施工中技术和质量管理,达到提高桥梁桩基强度的效果,更好地实现桥梁施工的整体安全。

1.溶洞区静压化学灌浆施工准备的控制要点

1.1溶洞区静压化学灌浆施工方案准备

首先,应该把桥梁桩基施工作为近一时期工作的重中之重。其次,组织技术人员对溶洞区静压化学灌浆施工进行讨论和相关学习。其三,了解桥梁桩基溶洞的概况,熟悉施工的环境和制约的条件。其四,确定成孔工艺和处理溶洞的初步方法。最后,对下放钢护筒的支护方案进行讨论。

1.2溶洞区静压化学灌浆施工前的人员准备

首先,组织桥梁桩基施工的技术人员和施工人员研究溶洞处理的相关措施。其次,成立溶洞施工紧急情况应急处理小组,指导日常施工,应对溶洞施工中突况。最后,做好桥梁桩基施工人员的组织体系建设,做到分工明确、各执其责。

1.3溶洞区静压化学灌浆施工前的材料准备

首先,确保溶洞区静压化学灌浆施工中常见的片石、粘土、水泥、编织袋、钢护筒等需要检验数量和质量,对于水泥应该进行先期试验。其次,确保溶洞区静压化学灌浆施工中辅助材料的质量,特别是化学凝固剂的质量和性能应该严格控制。最后,做好溶洞区静压化学灌浆施工机械的配备工作,对装载机、吊车、运输车辆和小斗车等机械做到性能达标。

2.溶洞区静压化学灌浆施工的技术要点

2.1溶洞区静压化学灌浆施工的方案

首先,桥梁桩基溶洞一般处于地下较深位置,常常不能选择爆破、填充混凝土等方法处理,最有效和比较经济的方法是静压化学灌浆法,同时也可兼用喷射灌浆法,促进溶洞填充物的强度加强。其次,采用静压化学灌浆的浆材可在短时间内凝固,一方面渗透、挤密溶洞中的土体的空隙,充填溶洞的空间,在桩体周围形成防水帷幕,防止流砂和保证护壁泥浆不流失;另一方面,提高溶洞中土体的承载力和抗剪力形成挡土墙,防止坍孔。起到加强溶洞强度的作用。其三、溶洞区静压化学灌浆施工的主要机械设备:泥浆泵、型钻机,泥浆搅拌机、贮浆槽以及高压灌浆管等。最后,在一些区域需要下放护筒进行加强,需要考虑护筒的直径。

2.2溶洞顶部冲孔作业的要点

首先,根据施工前取得的溶洞资料,科学进行施工准备。其次,施工中,当钻孔接近溶洞顶部时,提起钻头、钻杆,移开钻机,采用冲击钻机冲孔,用冲击钻冲孔时,要求轻锤慢打,使孔壁圆滑坚固。最后,做好冲孔作业的设备检查,特别是卡口和钢丝绳应该实地测试。

2.3对溶洞区静压化学灌浆发的体会

首先,应该有效防止钻孔桩施工时出现泥浆流失、流砂及坍孔等严重事故。其次,要确保成孔及水下水泥混凝土浇注等工序顺利完成。其三,套内护筒法要求对施工过程的每个环节应该落实到细节,使之顺利成孔,从确定内护筒长度、内径到沉放方法乃至内外护筒间空隙、内护筒与溶洞底部间空隙的处理。最后,严把溶洞区静压化学灌浆施工的技术关,不但可有效缩短施工工期,而且确保工程质量与经济效益的双赢。

在溶洞地区进行桥梁桩基施工是比较困难的,如何在施工中实施对桩基质量的有效控制显得尤为重要。本方结合京珠高速公路粤境南段靠椅山至大镇段的实践经验,对如何根据工程特性选择合适的施工方法,保证桩基的质量作了初步探讨,希望在同类的工程施工中提供参考。廖误之外,敬请指正。